[實用新型]一種應急直流電源設備

有效

• 申請號: 201721129195.5
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN207234514U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 龔平
• 申請（專利權）人: 綿陽鑫陽知識產權運營有限公司
• 主分類號: H02J9/04
• 分類號: H02J9/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 李朝虎

技術領域

本實用新型涉及一種應急電源系統，具體涉及一種應急直流電源設備。

背景技術

變電站的直流電源系統，為變電站設備提供直流及應急電源。在電力系統110kV及以下變電站配置的基本上是單組蓄電池，當蓄電池組容量衰退、個別電池內部故障以及需要進行核容測試時，如沒有臨時蓄電池組支撐直流系統，一旦交流中斷會造成全站直流母線失電的嚴重后果。

國內目前有兩種直流應急電源系統。一種是采用傳統鉛酸蓄電池作為直流應急電源系統，存在體積大、設備沉重、壽命短、充電時間過長，運輸不方便、延誤搶修時間等問題；另外一種是質子交換膜燃料電池的變電站應急電源系統，但基于燃料電池的技術成熟性、運行維護等因素，在電力系統開展應用存在難度。除上述兩種系統外，其它基本為UPS、EPS電源和照明應急電源，尚不能作為電力系統變電站的直流電源應急系統。

綜上，現場迫切需要一套方便運輸、利于轉場的一種應急直流電源設備，作為變電站直流電源的應急之用。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是電力系統110kV及以下變電站按照設計規范一般配置一組蓄電池，當唯一這組蓄電池組故障、或者進行定期全容量放電核容測試時，一旦出現交流電源中斷、整流充電裝置故障，如沒有額外的臨時蓄電池組支撐直流系統，必將造成變電站全站直流電源消失，使用直流電源的保護、控制等裝置的退出運行停止工作，變壓器、斷路器等一次設備喪失保護、控制功能，如遇電網故障或事故將造成電網無法恢復供電、甚至造成電網事故擴大的嚴重后果，本實用新型目的在于提供一種應急直流電源設備，根據現場安全和實際工作的迫切需要，我們開展了基于鋰電池的一種應急直流電源設備的課題研究與應用，研究開發了一套方便運輸、利于轉場的便攜式直流電源系統，作為變電站直流電源的應急之用。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種應急直流電源設備，本設備在變電站故障時進行應急供電，包括充電裝置，所述充電裝置下方設置有蓄電池組，所述充電裝置前端面設置有監控裝置，監控裝置一側設置有高頻整流開關，所述監控裝置下方設置有交流輸入空開和直流空開，所述蓄電池組上設置有蓄電池模塊和控制模塊，所述控制模塊上安裝有控制直流空開，正常狀態時，充電裝置向蓄電池組充電，當系統出現故障后，蓄電池組進行供電。充電裝置選用高頻整流型整流開關，為蓄電池進行充電維護。三相交流電源通過空氣開關K1進行投切，空氣開關K1不僅是操作電器，同時還是保護電器，當應急系統出現故障時，K1根據故障電流的大小選擇不同分閘動作時間，切斷交流電源，避免系統內部故障發展。高頻整流裝置是由多個高頻開關電源模塊組成，高頻開關電源模塊將工頻的交流電經普通全橋整流濾波或無源PFC或有源PFC整流濾波變為直流電，再經用IGBT或MOSFET作為高頻開關器件的高頻變換器將直流逆變為20kHz 以上的高頻交流電，通過自動脈寬調制技術對輸出端負載反饋信號進行有效調節，然后經高頻變壓器隔離，再經高頻整流濾波電路過濾成平滑的滿足負載需要的優質直流電。由于工作頻率高，開關管功耗小，有功率因數校正電路，使得高頻開關整流模塊具有體積小、重量輕、噪音低、效率和功率因數高、電氣參數好、維護方便等優點。

進一步地，所述充電裝置選用高頻整流開關，為蓄電池組進行充電維護，高頻整流開關將工頻的交流電經普通全橋整流濾波或無源PFC或有源PFC整流濾波變為直流電。通過整流開關將交流電變為直流電，讓輸出為直流電，便于與變電站的系統進行搭接。

進一步地，蓄電池組選用磷酸鐵鋰蓄電池，所述蓄電池組在變電站在原直流電源退出運行后，給直流負荷供電。磷酸鐵鋰蓄電池能夠存儲更多的能量，能量比大、循環壽命長、自放電率小、無記憶效應和無環境污染。磷酸鐵鋰蓄電池在充電時，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負極遷移；在放電過程中，負極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移，在整個充放電過程中不產生新的物質。

進一步地，所述監控裝置對蓄電池組信息進行實時采集，并設定閾值，當采集數據超過閾值時，通過監控裝置預警。所述監控裝置通過電池管理系統對蓄電池組進行監控，并通過 CAN通信進行數據實時采集、處理、顯示。通過不同容量鋰電池放電特性、循環使用壽命進行分析，能夠獲得每種鋰電池不同的閾值參數，將該參數設置在監控單元內，通過所述監控單元采集的鐵鋰電池組信息有充電、放電、電流、電壓、短路、反充電以及溫度信息，對比設置在監控單元內的閾值，若超出閾值信息，則通過顯示器進行警示，這樣能夠實現實時監控，讓工作人員能夠從顯示器的顯示情況判斷出本系統是否出現故障。